[发明专利]一种CNT-PDMS导电混合物及其复合电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗领域的测量电生理信号的电极，特别涉及一种CNT-PDMS导电混合物及其复合电极的制备方法。

背景技术

人体生理电信号的采集能直接反应人体的健康状况，长期监测生理电信号可以预测某些疾病的产生，及时做出应对措施。目前医学上普遍采用Ag/AgCl电极来采集生理电信号。而这种一次性电极长时间使用会刺激皮肤，不利于信号的长期监测。聚合物电极可以很好地解决这一问题，聚合物电极具有柔性及生物相容性，长期使用也不会刺激皮肤。大多数聚合物电极采用导电填充物的方式使得聚合物材料具有导电性。而碳纳米管(CarbonNanoTube,CNT)是最佳的导电填充物。CNT随机排列，相互之间缠绕在一起，在聚合物发生形变时也能保持良好的导电性。相对应的聚合物材料大多选用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)。PDMS具有生物相容性，柔软透明，成本低，操作简单，在生物医学领域有广泛应用。

中国发明专利申请201310290230.1公开了一种仿生柔性干电极及其制作方法，中国发明专利申请201210228067.1公开了一种柔性生理干电极及其制备方法。这两篇专利申请都利用可导电聚二甲基硅氧烷PDMS制备柔性干电极，但都没有对碳纳米管PDMS在聚二甲基硅氧烷PDMS中的扩散方法作详细说明，而CNT在PDMS中的扩散程度直接影响CNT-PDMS混合物的导电性能。如果将CNT与PDMS直接混合搅拌并不能得到良好的导电性，且要求CNT的比重大，会增加电极的成本。

现有的制备柔性电极的方式，很多需要借助微加工工艺，其制作成本高，步骤复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种CNT-PDMS导电混合物及其复合电极的制备方法，能有效地将CNT在PDMS中扩散，制得的CNT-PDMS混合物导电性能良好。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种CNT-PDMS导电混合物的制备方法，包括以下步骤：

混合CNT粉末与挥发性有机溶剂；

超声处理制得CNT分散液；

在CNT分散液中加入PDMS单体；

磁力搅拌；

蒸发掉剩余的挥发性有机溶剂；

加入固化剂搅拌均匀。

根据本发明的一个实施例，所述超声处理需要1h-20h。

根据本发明的一个实施例，所述磁力搅拌步骤是在恒温50℃下搅拌1h-3h。

根据本发明的一个实施例，所述PDMS单体与所述固化剂的重量比例为10:1。

本发明还提供了一种CNT-PDMS复合电极的制备方法，采用前述的CNT-PDMS导电混合物的制备方法制得的CNT-PDMS导电混合物，包括以下步骤：

1)将所述CNT-PDMS导电混合物制成CNT-PDMS导电薄片；

2)将所述CNT-PDMS导电薄片裁成电极片；

3)在所述电极片上打通孔；

4)在玻璃基底上固化一PDMS薄层；

5)将所述电极片放在所述PDMS薄层上；

6)在所述PDMS薄层上未被所述电极片覆盖的区域滴上皮肤粘合剂aPDMS；

7)固化后将所述CNT-PDMS复合电极从所述玻璃基底上剥离。

根据本发明的一个实施例，在步骤1)中包括以下步骤：

在载玻片上贴上平行间隔一预设距离的多个第一透明胶带；

在所述第一透明胶带上缠绕导电丝；

在所述第一透明胶带上贴上第二透明胶带；

在所述载玻片上，位于所述多个第一透明胶带的中间涂上所述CNT-PDMS导电混合物；

将所述CNT-PDMS导电混合物的表面刮平后固化；

将所述CNT-PDMS导电薄片从所述载玻片上剥离下来；

将多根所述导电丝拧成一股。

根据本发明的一个实施例，所述预设距离为25mm-35mm。

根据本发明的一个实施例，所述导电丝的直径是0.04mm-0.06mm。

根据本发明的一个实施例，所述电极片为圆形，其直径为15mm-25mm。

根据本发明的一个实施例，在步骤3)中在所述电极片上均匀地打8个通孔，所述通孔的直径为2.5mm-3.5mm。

根据本发明的一个实施例，所述aPDMS的高度低于所述电极片的高度。